大学物理实验
２．如何观察不等势电压？如何消除它？
附 录
霍尔效应实验中的副效应及消除方法 1. 不等势电压降Vo
如图附1所示，样品上通有电流时，如果测量霍尔电
压的A、A′两电极由于焊接位置的不对称而不在一个等势面
上，即使不加磁场，A、A’两点间也有电压Vo产生，结果在测量 霍尔电压VH时，就叠加了Vo，使得VH值偏大（当Vo与VH同号） 图附1 或偏小（当Vo与VH异号）。在实验中对同一Is值取相反电流方向，
则测得的两个霍尔电压必产生正负对称的不等势电压误差，通过求平均值，可消除Vo的影响。
目前对霍尔元件生产工艺水平较高，不等势电压很小，一般可以忽略不计，也可以用一电位器加以平衡。
2. 热电效应引起的附加电压VE
如图附2所示，由于实际上载流子迁移速率v服从统计分布规律，构成电流的载流子速度不同，若速度为v的载流子所受的洛仑兹力与霍尔电场的作用力刚好抵消，则速度小于v的载流子受到的洛仑磁力小于霍尔电场的作用力，将向霍尔电场作用力方向偏转，速度大于
将向洛仑磁力力方向偏转。这样使得一v的载流子受到的洛仑磁力大于霍尔电场的作用力，
侧高速载流子较多，相当于温度较高，另一侧低速载流子较多，相当于温度较低，从而在Y方向引起温差TA－TA′，由此产生的热电效应，在A、A′电极上附加了温差电势差VE，这种现象称为爱延好森效应。这种效应的建立需要一定的时间，如果采用直流电则将给霍尔电压的测量带来误差，如果采用交流电，则由于交流变化快使得爱延好森效应来不及建立，可以减小测量误差，因此在实际应用霍尔元件片时，一般都采用交流电。由于VE∝IsB，其符号与Is和B的方向的关系跟VH是相同的，因此不能用改变Is和B方向的方法予以消除，但爱延好森效应引入的误差很小，可以忽略。
图附 （2）
3. 热磁效应直接引起的附加电压VN
如图附3所示，因器件两端电流引线的接触电阻不等，通电后在接点两处将产生不同的焦尔热，导致在X方向有温度梯度，引起载流子沿梯度方向扩散而产生热扩散电流，热流Q在Z方向磁场作用下，类似于霍尔效应在Y方向上产生一附加电场EN ，相应的电压VN ∝ Q B，而VN的符号只与磁感应强度B的方向有关，与样品电路电流Is的方向无关，因此可对同一Is值取相反的磁场方向，使两次测得的VH有正负对称的附加电压VN，通过求平均值，可消除附加电压的影响。
图附 3
4. 热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL 如图附4所示，（3）中所述的X方向热扩散电流，因载流子的速度统计分布，在Z的方
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向的磁场B作用下，和（2）中所述的同一道理将在Y方向产生温度梯度TA－TA′，由此引入的附加电压VRL ∝ Q B，VRL的符号只与B的方向有关，亦能用副效应（3）的同样方法消除该效应的影响。
图附 4
综上所述，实验中测得的A 、A′之间的电压除霍尔电压VH 外还包含由不等势电压降VO 、、热磁效应直接引起的附加电压VN、热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL和热电效应引起的附加电压VE各电压相加的代数和，其中VO、VN和VRH均可通过Is和B换向的对称测量法予以消除。具体方法是在规定了电流和磁场正、反方向后，分别测量由下列四组不同方向的IS和B的组合的A 、A′之间的电压。
当＋IS、＋B时 V1 = VH ＋VO ＋VN ＋VRL ＋VE
当＋IS、－B时 V2 =－VH ＋VO －VN －VRL －VE 当－IS、－B时